Introducció a la Imatge Vectorial

Hi ha dos tipus de representacions gràfiques digitals (de fet, dues formes d'emmagatzemar la informació que conté una imatge digital) que convé distingir de forma bàsica d'acord amb la seva naturalesa i les utilitats específiques: les imatges de mapa de bits (bitmap) i les imatges vectorials. Les imatges de mapa de bits consisteixen i estan condicionades per una retícula o matriu de punts sobre la qual es disposen una sèrie de bits d'informació que representen píxels. Els bits d'informació determinaran el color i la posició de cadascun dels píxels i el conjunt de tots ells formaran les imatges de mapa de bits.

La matriu de punts en files i columnes de gran resolució que configura tota imatge de mapa de bits facilita la sensació d'imatge real, i, per tant, la sensació d'imatge fotogràfica. De fet, tota imatge fotogràfica digital consisteix en un arxiu codificat amb un determinat format gràfic de mapa de bits.

Per contra, les imatges vectorials es componen d'objectes gràfics independents, creats a partir d'operacions matemàtiques que realitza l'ordinador. Els objectes que componen una imatge vectorial són línies definides per vectors, i cadascun d'aquests vectors es compon d'un punt inicial i d'un punt final, també coneguts com a punts de control. Els objectes que componen una imatge vectorial també són anomenats objectes Bézier. Els objectes Bézier són segments de línia connectats per nodes. Els segments de línia poden ser rectes o corbs, i qui determina aquest factor són els manegadors. Els manegadors parteixen dels nodes i són dos, i s'utilitzen per a indicar el grau de curvatura i la direcció d'un segment.

Els objectes que componen una imatge vectorial presenten les seves pròpies característiques, de manera que podem tenir objectes gràfics amb colors, dimensions i formes determinats en què variant una d'aquestes característiques modifiquem l'objecte sencer. Així, en augmentar una imatge vectorial no distribuïm una sèrie de píxels (cosa que sí que passaria en una imatge de mapa de bits), ni n'augmentem el nombre per superfície, sinó que tan sols modifiquem la fórmula matemàtica que calcula l'objecte vectorial. Podem ampliar-la tant com vulguem, la seva qualitat no se'n veurà afectada: sempre serà màxima. Els objectes vectorials no depenen de la resolució, per la qual cosa el seu pes d'emmagatzematge és, en general, molt inferior al que pot tenir una imatge de mapa de bits.

Alguns dels principals tipus d'imatge són:

TIFF (Tagges Image File Format). Creat per la companyia Aldus, tot i que actualment pertany a Adobe. És un format de compressió per àrees que permet guardar les imatges amb la màxima qualitat, a més d'especificar paràmetres propis per a la impressió. És un dels formats que més espai ocupen, però també el millor format per a ser imprès.

BMP (Windows Bitmap Format). Format creat per Microsoft que permet tanta qualitat com les imatges TIFF, però que se'n diferencia pel fet que no aporta cap informació per a la seva impressió, cosa que comporta que les imatges ocupin menys espai de memòria. S'utilitza per a imatges que s'imprimeixen amb qualitat normal, o bé per a les imatges de qualitat que només han d'aparèixer en pantalla.

PICT (Macintosh Picture Format). Format gràfic de compressió, sense pèrdua de qualitat, característic dels entorns Macintosh (tot i que també pot ser emprat en altres plataformes). Té les mateixes característiques que el format BMP.

GIF (Graphics Interchange Format). El format GIF és un dels més emprats al Web pel baix pes que implica generalment. La seva fórmula de compressió és secreta i pertany a Unisys. Se sol fer servir per a imatges amb una profunditat de color de fins a 8 bits (256 colors), i utilitza un algoritme de compressió anomenat LZW. La principal característica d'aquest algoritme és que no perd informació, és a dir, que, un cop descomprimida la imatge, conserva la mateixa informació que quan es va comprimir. L'algoritme LZW realitza un procés de reconeixement de seqüències consecutives de color, recorrent un per un tots els píxels. Si hi ha més d'un píxel consecutiu del mateix color, emmagatzemarà les dades d'aquest píxel i la quantitat de píxels que hi ha a la seqüència. El format GIF se sol utilitzar per a les imatges de mode de color indexat, sempre que no tinguin massa tonalitats diferents de color.

JPEG (Joints Photographic Experts Group). Format de compressió per síntesi. Es fa servir per a les imatges digitals o web que contenen moltes tonalitats, com por exemple fotografies digitals i imatges amb degradats. Es considera el millor format de compressió per a les imatges fotogràfiques, ja que, per causa del seu algoritme de compressió, no dóna bons resultats amb imatges planes o de pes molt baix. Bàsicament, el que fa l'algoritme del format JPEG és guardar la imatge separant la informació de la brillantor dels matisos de color, eliminant les diferències de color molt subtils que no podem distingir en situacions estàndard. Per això, es tracta d'un format de compressió que genera un procés de pèrdues. Per molt poc que vulguem comprimir, sempre es perd informació.[8] El format JPEG disposa d'una profunditat de color de 24 bits, és a dir, de milions de colors, capaç, per tant, de suportar i representar imatges amb qualitat fotogràfica.

Programes d'Imatge Vectorial

El disseny vectorial és aquell utilitzat per a dibuix i il·lustració, creació de logotips, etc. Una definició més acurada de disseny vectorial seria aquell treball fet sobre traços primitivament geomètrics, que permet ser processat per l'ordinador de manera més eficient que una imatge desada punt a punt. Rere un gràfic vectorial, per exemple un logotip, es troben punts, línies, corbes i polígons. Això permet que imatges enormes ocupin molt poca memòria si tenen línies regulars i colors plans. També permet model·lar amb facilitat aquestes imatges modificant les seves formes i dimensions.
Un cas extrem del disseny vectorial són les animacions tridimensionals de pel·lícules que ja no es queden en dibuixos animats. Rere els pingüins de la pel·lícula Madagascar (produïda tota ella amb programari sobre GNU/Linux) hi ha milions de formes geomètriques i càlculs matemàtics.

Alguns programes de disseny vectorial:

Corel Draw

Adobe illustrator

FreeHand

Coordinades X-Y

El primer element és el punt de referència. Consisteix en un punt escollit arbitràriament, pertanyent a un objecte físic, a partir del qual es prenen totes les mesures.

El segon element són els eixos de

coordenades. Els eixos de coordenades tenen com origen el punt de referència, i serveixen per determinar la direcció i el sentit d'el cos. Quan l'objecte es mou en línia recta, només fa falta un eix. Quan es mou per un pla fan falta dos eixos. Per moviments en l'espai, s'empren tres eixos. Els eixos de coordenades més emprats són els eixos usuals a les matemàtiques, anomenats (x,y,z), on l'eix x és horitzontal, positiu cap a la dreta i negatiu cap a l'esquerra; l'eix y es vertical, positiu cap amunt i negatiu cap avall; i l'eix z mesura la profunditat, positiu quan s'apropa i negatiu quan s'allunya.

Operacions de transformació

Buscatrazos


Tots els programes d'il·lustració inclouen comandaments o eines per a combinar de diferents maneres els contorns de dos o més objectes: unir, retallar, intersectar... Sovint cal retallar una forma determinada a partir del dibuix que s'està creant. Amb un programa de pintura aquesta és una operació summament fàcil, que es duu a terme amb les eines de selecció (marc, llaç...). No obstant això, amb un programa de dibuixvectorial, per exemple, retallar exigeix que les formes que tenen part dins i part fora de la selección siguin retallades. Alguns punts d'ancoratge, per tant, hauran de ser separats de la resta del traç. En les versions antigues, la capacitat de combinar els objectes era limitada. Els programes actuals realitzen múltiples operacions d'aquest tipus amb summa facilitat. Illustrator destaca per la seva paleta "buscatrazos" o Pathfinder, especialitzada en aquestes tasques. Incorpora diferents filtres que fan molt fàcil obtenir noves formes a partir dels objectes que ja tenim.

Retallar, per exemple, és molt fàcil amb el filtre "crop" de Illustrator. Simplement superposem un objecte per sobre del que vulguem retallar i premem la icona del filtre. Molt útil per a crear petites imatges a partir de detalls d'una il·lustració complexa. Alguns exemples de les aplicacions dels filtres de retallada i unió inclouen efectes especials amb lletres, i els molt socorreguts efectes d'alternança de positiu i negatiu.
Repetir transformacions. Gairebé tots els programes de dibuix vectorial tenen una interessant drecera de teclat: Control + D (també accessible des del menú): "repetir transformació". L'efecte és bastant simple: repeteix totes aquelles transformacions (gir, moviment...) aplicades a un determinat objecte --que encara mantenim seleccionat-- i enganxa una còpia. Això significa que, si per exemple, hem rotat un objecte 36° al voltant del centre d'una circumferència, repetint la transformació 9 vegades més obtindrem 10 objectes, copiats al voltant del cercle, i que estaran col·locats a distàncies i angles regulars. Una vegada s'entén la tècnica, és extremadament útil per a crear formes simètriques de qualsevol tipus, com engranatges,orles, etc.

Repetir transformacions

Gairebé tots els programes de dibuix vectorial tenen una interessant drecera de teclat: Control + D (també accessible des del menú): "repetir transformació". L'efecte és bastant simple: repeteix totes aquelles transformacions (gir, moviment...) aplicades a un determinat objecte --que encara mantenim seleccionat-- i enganxa una còpia. Això significa que, si per exemple, hem rotat un objecte 36° al voltant del centre d'una circumferència, repetint la transformació 9 vegades més obtindrem 10 objectes, copiats al voltant del cercle, i que estaran col·locats a distàncies i angles regulars. Una vegada s'entén la tècnica, és extremadament útil per a crear formes simètriques de qualsevol tipus, com engranatges,orles, etc.

Formes derivades

Distorsions i creació de formes derivades

A partir d'una forma inicial, obtenir versions distorsionades de mil i unes maneres pot ser tan fàcil com estirar els manejadors de la caixa de selecció d'un objecte. En efecte, la forma més ràpida de rotar, esbiaixar i escalar sol ser estirar directament d'aquests punts, els quals ens indiquen que l'objecte ha estat seleccionat amb el ratolí. A més d'aquestes manipulacions simples, existeixen altres possibilitats més radicals. Cada programa té la seva pròpia manera d'efectuar distorsions de les formes, de diversos tipus. El model més habitual és adaptar un objecte a un contenidor (per exemple, a una forma circular.) En adaptar-se al contenidor, es distorsiona la forma en major o menor mesura, segons quin fóra el contorn inicial.

Encara que totes les aplicacions de dibuix vectorial han acabat per incorporar funcions semblants (o accedir a elles mitjançant plugins que es poden comprar per separat), CorelDraw inclou un mòdul per a fer aquestes distorsions ja des de les versions inicials. Corel efectua extrusions, crea perspectives amb punts de fuga modificables, adapta a altres contorns i distorsiona lliurement objectes amb la major facilitat. Aquestes funcions estan agrupades en paletes, en les que es poden definir tots els paràmetres de l'operació.

Fusions de formes

Amb les aplicacions de dibuix vectorial es poden crear formes intermèdies entre dos objectes de la manera més simple. Els diferents programes compten bé amb una eina especial per a realitzar la barreja, bé amb una opció en els menús. A CorelDraw, per exemple, apareix una paleta amb múltiples opcions, referents al número d'etapes de la barreja, l'orientació dels objectes intermedis, el canvi de color d'un extrem de la sèrie a l'altre, adaptar la sèrie a un trajecte...(vegeu imatge al costat.)

Evidentment, si els dos objectes que fusionam són idèntics el que apareixerà, serà una repetició seriada. Això pot servir per a crear una sèrie de línies, rectes o corbes, una quadrícula... per a la quadrícula, fem una fusió d'una línea amb un duplicat seu, amb espaiat regular, i després copiam tot el conjunt i el girem 90º.
Les fusions també serveixen per a altres propòsits: per exemple, són ideals per generar amb facilitat les formes intermèdies en una animació. Per exemple, a partir d'una figura amb un braç estès cap amunt i altra amb el braç cap a baix, podem aconseguir totes les etapes intermèdies del moviment.

Obtenir variants d'un objecte, lleugerament modificades. Per exemple, podem modificar d'aquesta manera el contorn d'una lletra, barrejant dos tipus distints.
Crear degradats suaus. Malgrat que els gradients que creen els programes d'il·lustració poden tenir una qualitat excel·lent, una fusió amb un número elevat d'etapes produeix efectes de ombrejat més suaus i realistes. Cal tenir esment que el contorn dels objectes s'hagi anul.lat. Per exemple, per donar un toc de brillantor a un objecte, hi col.loquem una petita forma que omplim de blanc, sense contorn, i la fusionam amb un nombre suficient d'etapes amb la forma d'aquell primer objecte.

Corbes de Bézier

Les corbes de Bézier uneixen dos punts, inicial i final, d'acord amb les especificacions donades per dos punts de control, que determinen les tangents en aquells i el grau de curvatura en els respectius entorns immediats. Es defineixen mitjançant dues funcions paramètriques de tercer grau en què 0 <= t <= 1.

x = t3 + 3t + 1y = -12t3 + 18t2 - 3t + 1

Punts de control: (2, 0) i (3, 5)

Paletes de Color

Colors i trames

Una altra àrea que mereix la pena explorar en el nostre programa d'il·lustració és la paleta de colors i motius. Existeixen diferents variants: Els colors plans (amb diverses paletes per a elegir, incloent els sistemes estàndard de definició de color, Pantone o Trumatch.)

Patrons o mosaics de mapa de bits o vectorials:

Cada programa té la seva pròpia manera de definir aquests motius que es repeteixen. Són molt útils per a crear textures en mapes, simular teixits... i en general suposen una bona manera de diferenciar formes sense recórrer a molts colors diferents.

Motius especials PostScript:

Es tracta de traçats per omplir (o també formes de contorn) definits teclejant directament codi PostScript... evidentment, es tracta d'un recurs per a usuaris professionals. Tanmateix, hi ha patrons predefinits a programes com CorelDraw o Illustrator. A aquest darrer, trobam un mòdul per a generar trames vectorials anomenat Hatch Effects, capaç de crear una infinitat de motius distints; els resultats són molt vistosos, però poden fer molt complex el dibuix; una bona ocasió per a aplicar el que hem comentat sobre convertir a mapa de bits part de la il·lustració.

Màscares

El sentit que té el terme màscara en els programes de dibuix vectorial és diferent que en la fotografia o pintura tradicional, i fins i tot que en els programes de pintura. Un objecte actua com màscara si deixa veure els objectes situats per darrera d'elltan sols en les àrees en que té formes dibuixades. La resta de la imatge és el que emmascara el fons. Per exemple, si tenim una imatge que volem mostrar a través d'uns punts, dibuixem els cercles, els seleccionam junt amb l'objecte i cream la màscara.

Les màscares són una forma fàcil d'adaptar objectes irregulars a un contorn regular: per exemple en la il·lustració que mostra la fusió de dos línies corbes (més amunt en aquesta pàgina), el contorn és molt irregular, però s'ha creat una màscara rodona que sols mostra la part que abasta el cercle. Cada programa crea les màscares per un sistema diferent. A CorelDraw es denomina PowerClip; a Freehand s'aconsegueix amb l'opció Copy Paste Inside; i a Illustrator es diu senzillament Mask Make (màscara - crear.) I a qualsevol d'ells també es pot deixar veure el que hi ha per davall d'un objecte creant un traçat compost, és a dir, combinant dos o més objectes, de manera que totes les àrees comunes deixen veure el que hi ha a sota. Si es descombinen, es desfà l'efecte.

Tractament de Textos

Efectes especials amb el text. La majoria d'efectes especials que es poden aplicar al text exigeixen que aquest sigui convertit abans a corbes-- amb el que deixa d'ésser text editable. Cal dir que aquest tipus d'efectes solen ser en moltes ocasions un recurs barat que diu poc en favor del diseñador... recordant aplicacions casolanes que duen plantilles preparades amb ¡efectes espectaculars! amb el text. Sols quan estigui justificat s'ha de recórrer a text extrusionat, en 3D...

Altres manipulacions amb el text són molt més útils i d'ús més freqüent. Per exemple, adaptar el text a una corba és imprescindible en molts projectes; no com a efecte estètic, sinó de manera funcional, especialment en cartografia, plànols i esquemes: el nom d'un riu o una via de comunicació s'espera que segueixi el seu traçat. Igualment, ajustar el text a un contorn --interiorment o exteriorment-- és una solució ideal per a molts dissenys (no s'ha de confondre amb la possibilitat d'emmascarar un text amb una forma superposada --en aquest cas part del text no es pot llegir i aquest sí que és un efecte purament visual.) Altres efectes interessants que es poden explorar són aplicar gradients a l'interior d'un títol, distorsionar les lletres, crear formes per a logotips...